PKPM電算結果中不合理的因素

1、一、結構平面布置不合理某工程為框架剪力墻結構，剪力墻布置在樓梯間，位于端部。由底層內力電算結果，沿墻長度方向的彎矩值相當大（這個彎矩值是由地震力產生），造成基礎面積很大。這就是剪力墻布置不合理造成的。不應將長片的剪力墻布置在端部；一定要布置在端部，應將剪力墻分為小段。二、電算程序本身的缺陷如框架剪力墻結構，我們發(fā)現(xiàn)雖然受荷相同，但隨著層數(shù)的增加，與剪力墻相連的梁端配筋面積也越來越大，有時大得很不合理。造成這種結果的原因是：剪力墻的剛度比柱的剛度大很多，因此剪力墻的豎向變形遠遠小于柱的豎向變形，這種位移差引起與剪力墻相連的梁端彎矩很大。由于位移的累加性，越到上面越大，與剪力墻相連的梁端彎矩也越大

2、。因電算程序無法解決，只能采取措施來避免或減輕這一問題：（1）減小柱與剪力墻的軸壓比差異，以減小柱與剪力墻的位移差。（2）降低與剪力墻相連的梁（特別是跨度較小的梁）的剛度。（3）進行結構布置時，盡量擴大柱與剪力墻的距離，這樣使梁跨度增大，從而降低梁的剛度。（4）采取構造及施工措施：將與剪力墻相連的梁端處理為鉸支，主要是為了解決與剪力墻相連端剛度偏大的問題。這種情況只適用于圖1所示梁與剪墻的情況。如果梁端彎矩不調整，與梁相連處的剪力墻并不能承擔該集中力矩。調整時，將梁端彎矩減小后，將跨中彎矩增大。調整前的梁端彎矩與跨中彎矩之和應與調整后的梁端彎矩與跨中彎矩之和相等。對于圖2的情況，我們則不進行調

3、整，配筋若實在太大，則考慮將與剪力墻相連的梁斷面減小。帶有轉換層的剪力墻結構，我們發(fā)現(xiàn)與落地剪力墻相連的轉換梁配筋較小，而此轉換梁上部的剪力墻墻肢很長，受力應很大（圖3剪力墻a），由手算進行復核，發(fā)現(xiàn)電算配筋面積偏小。分析原因，是由于落地剪力墻剛度大，轉換層以上各層梁與落地剪力墻相連的一端彎矩大，使傳到剪力墻a的軸力偏小，導致轉換梁受力偏小，配筋面積偏小。這種情況，也只有將與落地剪力墻相連的轉換層以上的梁端處理為鉸支。對于帶有轉換梁的結構，因為電算未進行斜截面抗裂的驗算，因此，轉換梁的配筋面積可能偏小。所以，我們應對轉換梁的斜截面抗裂進行手算復核。三、計算者人為錯誤某工程采用satwe計算，發(fā)

4、現(xiàn)各層配筋簡圖中墻配筋數(shù)據(jù)亂七八糟，經(jīng)檢查是未將前次的satwe計算結果文件中以“sat”，“mid”，“tmp”為后綴的文件刪除而造成。某工程發(fā)現(xiàn)某些梁配筋面積為零，而且這些梁斷面均同，多次計算如此，查彎矩圖剪力圖均不為零，最后發(fā)現(xiàn)是在梁斷面輸入中將材料類別誤輸為“7.玻璃”造成的。通過上述分析，設計人員在設計中，應作到以下幾點：1.進行結構布置時，應進行多方案比較，通過電算分析后，調整結構布置不合理的部分，通過多次電算，最終形成較為合理的結構布置方案。2.通過對計算結果的判斷，調整計算模型中的不合理部分，必要時，對不同構件采用不同的計算模型，以利安全。3.對程序中的重要參數(shù)的取值應仔細斟酌

5、，認真校核，避免過分保守或偏于不安全。4.不可過分依賴計算程序，應加強對計算結果的判斷分析，對計算程序不能解決的問題應輔以手算或其他可靠方法處理。PKPM結構設計參數(shù)的變化 1.風荷載 風壓標準值計算公式為:WK=zsZ W。其中:z=1 z/z在新規(guī)范中,基本風壓Wo略有提高,而建筑的風壓高度變化系數(shù)E、脈動增大系數(shù)、脈動影響系數(shù)都存在減小的情況。所以,按新規(guī)范計算的風壓標準值可能比89規(guī)范大,也可能比89規(guī)范小。具體的變化包括下面幾條:1)、基本風壓:：新的荷載規(guī)范將風荷載基本值的重現(xiàn)期由原來的30年一遇改為50年一遇: 新高規(guī)3.2.2條規(guī)定:對于

6、B級高度的高層建筑或特別重要的高層建筑,應按100年一遇的風壓值采用。 2)、地面粗糙度類別：由原來的A、B、C類,改為A、B、C、D類。C類是指有密集建筑群的城市市區(qū)；D類為有密集建筑群,且房屋較高的城市市區(qū)。 3)、風壓高度變化系數(shù)：A、B、C類對應的風壓高度變化系數(shù)略有調整。新增加的D類對應的風壓高度變化系數(shù)最小,比C類小20%到50% 4)、脈動增大系數(shù):A、B、C類對應的脈動增大系數(shù)略有調整。新增加的D類對應脈動增大系數(shù)比89規(guī)范小,約小5%到10%。與結構的材料和形式有關。 5)、脈動影晌系數(shù)：在89高規(guī)中,脈動影響系數(shù)僅與地面粗糙度類別有關

7、,對應A、B、C類的脈動影響系數(shù)分別為,0.48、0.53和0.63。在新規(guī)范中,脈動影響系數(shù)不僅與地面粗糙度類別有關,而且還與建筑的高寬比和總高度有關,其數(shù)值都小于89高規(guī)。如C類、高度為5Om、高寬比為3的建筑,=0.46,比89高規(guī)小28%,若為D類,則小37%。 6)、結構的基本周期：脈動增大系數(shù)與結構的基本周期有關(WoT12)。結構的基本周期可采用結構力學方法計算,對于比較規(guī)則的結構,也可以采用近似方法計算:框架結構T=(0.08-1.00)N:框剪結構、框筒結構T=(0.06-0.08)N:剪力墻結構、筒中筒結構T=(0.05-0.06)N。其中N為結構層數(shù)。 

8、;2.地震作用 1）、抗震設防烈度：:新規(guī)范改變了抗震設防烈度與設計基本地震加速度值的對應關系,增加了7度(0.15g和8度(0.30g)兩種情況(見新抗震規(guī)范表3.2.2)。 2、設計地震分組：新規(guī)范把直接影響建筑的設計特征周期Tg的設計近震、遠震改為設計地震分組,分別為設計地震第一組、第二組和第三組。 3)、特征周期值：比89規(guī)范增加了0.05s以上,這在一定程度上提高了地震作用。 4)、地震影響系數(shù)曲線：新規(guī)范5.1.5條,設計反應譜范圍由原來的3s延伸到6s,分上升段、平臺段、指數(shù)下降段和傾斜下降段四個區(qū)段。在5Tg以內與89規(guī)范相同,從5Tg起

9、改為傾斜下降段,斜率為0.02。對于阻尼比不等于0.05的結構,設計反應譜在阻尼比等于0.05的基礎上調整。 5）、扭轉耦連：新高規(guī)3.3條規(guī)定,質量、剛度不對稱、不均勻的結構,以及高度超過100m的高層建筑結構應采用考慮扭轉稿連振動影響的振型分解反應譜法。 6)、雙向地震作用：新抗震規(guī)范5.1.1條規(guī)定，質量和剛度分布明顯不對稱的結構，應計入雙向地震作用下的扭轉影響。 7)、偶然偏心：新高規(guī)3.3.3條規(guī)定,計算地震作用時，應考慮偶然偏心的影響,附加偏心距可取與地震作用方向垂直的建筑物邊長的5%。 8)、豎向地震作用：新規(guī)范5.3.1條規(guī)定,對于9度的

10、高層建筑,其豎向地震作用標準值應按 公式(5.3.1-1)和5.3.14計算,并宜乘以1.5的放大系數(shù)。相當于重力荷載代表值的33.4%:新規(guī)范5.3.3條規(guī)定,長懸臂和其它大跨度結構豎向地震作用標準值,8度、8.5度和9度時分別取重力荷載代表值的10%、15%和20%:新高規(guī)10.2.3條規(guī)定,帶轉換層的高層建筑結構,8度抗震設計時轉換構件應考慮豎向地震影響。 3.地震作用調整 1）、最小地震剪力調整：:新規(guī)范5.2.5條規(guī)定,抗震驗算時,結構任一樓層的水平地震的剪重比不應小于表5.2.5給出的最小地震剪力系數(shù)。對于豎向不規(guī)則結構的薄弱層,尚應乘以1.15的增大

11、系數(shù) 2)、0.2Q0調整：新規(guī)范6.2.13條規(guī)定,側向剛度沿豎向分布基本均勻的框一剪結構,任一層框架部分的地震剪力,不應小于結構底部總地震剪力的20%和按框-剪結構分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。 3)、邊榀地震作用效應調整：新規(guī)范5.2.3條規(guī)定,規(guī)則結構不進行扭轉禍連計算時,平行于地震作用方向的兩個邊桶,其地震作用效應應乘增大系數(shù)。一般情況下,短邊可按1.15采用,長邊可按1.05采用:當扭轉剛度較小時,宜按不小于1.3采用。軟件未執(zhí)行這一條。 4)、豎向不規(guī)則結構地震作用效應調整：新規(guī)范3.4.3條規(guī)定,豎向不規(guī)則的建筑結構,其

12、薄弱層的地震剪力應乘以1.15的增大系數(shù):新高規(guī)5.1.14條規(guī)定,樓層側向剛度小于上層的70%或其正二層平均值的80%時,該樓層地震剪力應乘1.15增大系數(shù);新規(guī)范3.4.3條規(guī)定,堅向不規(guī)則的建筑結構,豎向抗側力構件不連續(xù)時,該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應乘以1.25-1.5的增大系數(shù)。 5、轉換梁地震作用下的內力調整：新高規(guī)10.2.23條規(guī)定,轉換梁在特一級和一、二級抗震設計時,其地震作用下的內力分別放大1.8、1.5、1.25倍。 6)、框支柱地震作用下的內力調整：新高規(guī)10.2.7條規(guī)定,框支柱數(shù)目不多于10根時:當框支層為1一2層時各層每根柱所受的剪力應

13、至少取基底剪力的2%當框支層為3層及3層以上時,各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3%:框支柱數(shù)目多于10根時,當框支層為1一2層時每層框支柱所承受剪力之和應取基底剪力20%,當框支層為3層及3層以上時,每層框支柱所承受剪力之和應取基底剪力3。她框支柱剪力調整后,應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩,框支柱的軸力可不調整。 4作用效應組合 1)、作用效應組合基本公式非抗震設計時由可變荷載控制的組合zs=GSGK JQJZ的iYQiS非抗震設計時由永久荷載控制的組合zs=GSGK 立的hSQik抗震設計時的組合 2)、恒荷載作用的分項系數(shù)：當其對

14、結構不利時,對于可變荷載效應控制的組合,應取1.2,對于永久荷載效應控制的組合,應取l.35:當其對結構不利時,一般應取1.0。 3)、可變荷載作用的分項系數(shù)和組合值系數(shù)：一般應取l.4；對于標準值大于4.OKN/m2的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載應取1.3；樓面活荷載的組合值系數(shù)見荷載規(guī)范表4.1.1,取值范圍在0.7-0.9之間；風荷載的組合值系數(shù)為0.6；與地震作用效應組合時風荷載的組合系數(shù)為0.2。 4)、地震作用的分項系數(shù)：一般應取1.3:當同時考慮水平、豎向地震作用時,應取0.5。 5、重力荷載代表值：新抗震規(guī)范5.1.3條規(guī)定,建筑的重力荷載代表值應取結

15、構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載組合值系數(shù),應按表5.1.3采用。(與荷載規(guī)范表4.1.1不同 5.設計內力調整 1)、梁設計剪力調整：抗震規(guī)范第6.2.4條和高規(guī)第6.2.5、7.2.21條規(guī)定,抗震設計時,特一、一、二、三級的框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁,其梁端截面組合的設計剪力值應調整。 2)、柱設計內力調整：為了體現(xiàn)抗震設計中強柱弱梁概念設計的要求,抗震規(guī)范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10條和高規(guī)第4.9.2條規(guī)定抗震設計時,特一、一、二、三級的框架柱、框架結構的底層柱下端截面、角柱、框支柱的組合設計內力值

16、應調整。 3)、剪力墻設計內力調整：高規(guī)第7.2.10、10.2.14、4.9.2條規(guī)定,抗震設計時,特一、一、二、三級的剪力墻底部加強區(qū)和非加強區(qū)截面組合的設計內力值應調整。 6.結構整體性能控制 1)、位移控制：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移角,A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.5倍,B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑,不應大于該樓層平均值的1.3倍。 2)、周期控制：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,結構扭轉為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T

17、1之比,A級高度高層建筑不應大于0.9；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.850 3、層剛度比控制：新抗震規(guī)范附錄E2.1規(guī)定,筒體結構轉換層上下層的側向剛度比不宜大于2；新高規(guī)的4.4.3條規(guī)定,抗震設計的高層建筑結構,其樓層側向剛度不宜小于相臨上部樓層側向剛度的70%或其上相臨三層側向剛度平均值的80%；新高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建筑結構計算中,當?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固端時,地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍:新高規(guī)的10.2.6條規(guī)定,底部大空間剪力墻結構,轉換層上部結構與下部結構的側向剛度,應符合高規(guī)附錄D的規(guī)定

18、。 D.0.1：底部大空間為一層的部分框支剪力墻結構,可近似采用轉換層上、下層結構等效剛度比表示轉換層上、下層結構剛度的變化,非抗震設計時不應大于3,抗震設計時不應大于2 D.0.2：底部為2-5層大空間的部分框支剪力墻結構,其轉換層下部框架一剪力墻結構的等效側向剛度與相同或相近高度的上部剪力墻結構的等效側向剛度比e宜接近1,非抗震設計時不應大于2,抗震設計時不應大于1.3。 4)、層剛度比計算： 高規(guī)附錄D.0.l建議的方法一剪切剛度 Ki=Gi Ai/hI 高規(guī)附錄D.0.2建議的方法一剪彎剛度 Ki=A i/Hi 抗震規(guī)范的3.

19、4.2和3.4.3條文說明中建議的計算方法: Ki=Vi /A Iji 新規(guī)范軟件中提供前兩種算法。 5)、框剪結構中框架承擔的傾覆力矩計算；新抗震規(guī)范第6.1.3條、高規(guī)8.1.3條規(guī)定,框架一剪力墻結構,在基本振型地震作用下,若框架部分承擔的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定,柱軸壓比限值宜按框架結構采用?？拐鹨?guī)范第6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔的傾覆力矩的計算方法zMC=ZZVjh 7.結構構件設計計算 1、柱軸壓比計算：新抗震規(guī)范6.3.7條、高規(guī)的6.4.2條和混凝土規(guī)范的11.4.16條,都規(guī)定了柱軸壓比的限值,并規(guī)定建造于IV類場地且較高的高層建筑柱軸壓比限值應適當降低。柱軸壓比指柱考慮地震作用組合的軸壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比:可不進行地震計算的結